最新7钢筋混凝土受扭构件汇总
混凝土受扭构件
0.85ft
fy
V 剪力设计值，对纯扭构件取1 T 2时，取2
Vb
TTu 0.2W tcfc,当 h0/b4时 TTu 0.1W 6tcfc,当 h0/b6时
线性插值
第二节 矩形截面剪扭构件承载力
V
T
M
T
扭矩使纵筋产生拉应力，与受弯时钢筋拉应力叠加，使钢筋拉应力增大， 从而会使受弯承载力降低。
而扭矩和剪力产生的剪应力总会在构件的一个侧面上叠加，因此承载力总 是小于剪力和扭矩单独作用的承载力。
F1
F1
b/2
F2 b
理想弹塑性材料
配筋强度比 －－抗扭纵筋与箍筋的配筋强度比
Astl s fy
Ast1 ucor fyv
Astl —受扭计算中对称布置在截面周边的全部抗扭纵筋的截面面积； f y ——受扭纵筋的抗拉强度设计值；
u cor —— 截面核芯部分的周长，uco r2(bco rhco)r
(3)按抗扭承载力计算需要的抗扭箍筋 Ast1 s
TT u0 .35 tftW t 1 .2 fyv A s s1 tA cor
(4)按抗扭纵筋与箍筋的配筋强度比关系，确定抗扭纵筋 A stl
Astls fy
Ast1 ucor fyv
(5)按照叠加原则计算抗弯剪扭总的纵筋和箍筋用量
受弯纵筋As和A's No 抗扭纵Imag筋e ： A's
一、受扭承载力降低系数 t
t
1.5
1 0.5 VWt
Tbh0
t
1.5
10.2 1 VWt
Tbh0
t ——为剪扭构件的混凝土强度降低系数
0.5t 1.0
抗扭砼承载力
抗剪砼承载力
混凝土结构与砌体结构原理7第七章
件的受剪、受扭承载力分别计算所需的箍筋截面面
积之和进行配置。
26
第七章
受扭构件承载力计算
1.剪扭构件承载力计算 1）受扭承载力
T Tu 0.35 t f tWt 1.2 f yv Ast 1 s Acor
Ast 1 s
2）受剪承载力
当均布荷载为主时
V Vu 0.7(1.5 t ) f t bh0 1.25 f yv Asv h0 s
1.0 ~ 1.3
Tu 0.35Wt f t 1.2
Ast 1 f yv s
Acor
Ast 1 s
17
第七章
受扭构件承载力计算
三.矩形截面纯扭构件的设计应用——截面设计 步骤三: 确定箍筋直 径和间距
Ast 1 s
由 s Ast 1 （或由Ast 1 s）
nAst 1 Ast （实际配置） st st .min s bs
来考虑剪扭共同作用的影响。
24
第七章
受扭构件承载力计算
混凝土受扭承载力降低系数 t 计算公式为： 当均布荷载为主时
1.5 t VWt 1 0 .5 Tbh0
当集中荷载为主时
t
1.5 VWt 1 0.2( 1) Tbh0
为计算截面的剪跨比， 当 1.5时，取 1.5；当 3时，取 3。
构件破坏有较明显的预兆。属于延性破坏。 预防措施：通过计算确定受扭钢筋和受扭箍筋。 受扭承载力取决于受扭钢筋配筋量数量。
8
第七章
受扭构件承载力计算
（2）少筋破坏
设计时应避免出现
产生条件：受扭箍筋和受扭纵筋配置过少或配筋
间距过大。 破坏特征：由于钢筋不足以承担混凝土开裂后转移
钢筋混凝土受拉构件及受拉构件图文
As
Ne' 240000 (500 150 45) 2305mm2
f y (h0 a')
300 (255 45)
重庆水电职院建筑系 熊川楠
另外取 A's 0 ，重求 x 值。 1 fcbx2 / 2 1 fcbh0 x Ne 0
重庆水电职院建筑系 熊川楠
重庆水电职院建筑系 熊川楠
2、扭转的类型：
（1）平衡扭转：
构件的扭矩是由荷载的直接作用所引起的，构件的内扭矩 是用以平衡外扭矩即满足静力平衡条件所必需的，如雨篷 梁、吊车梁等。
（2）协调扭转或附加扭转：
扭转由变形引起，并由变形连 续条件所决定。如与次梁相连 的边框架的主梁扭转。
﹡本章主要讨论平衡扭转计算， 协调扭转可用构造钢筋或内力
重分布方法处理。
图6-2 重庆水电职院建筑协系调熊扭川转楠
（3）抗扭钢筋的形式：
抗弯 ——纵向钢筋；
抗剪 ——箍筋或箍筋+弯筋；
抗扭 ——箍筋+沿截面周边均匀布 置的纵筋，且箍筋与纵 筋的比例要适当。
（4）受扭构件分类：
图6-3 抗扭钢筋形式
第4章 钢筋混凝土受拉构件及
受扭构件
一、钢筋混凝土受拉构件 二、钢筋混凝土受扭构件
重庆水电职院建筑系 熊川楠
4.1 钢筋混凝土受拉构件
钢筋混凝土受拉构件可分为轴心受拉构件和偏心受 拉构件。
当轴向拉力作用线与构件截面形心线重合时，为轴 心受拉构件，如钢筋混凝土屋架的下弦杆、圆形水池 等；当轴向拉力作用线偏离构件截面形心线或同时由 轴心拉力和弯矩作用时,为偏心受拉构件,如钢筋混凝土 矩形水池、双肢柱的肢杆等。
07+钢筋混凝土受扭构件承载力计算
7.4.4 在弯、剪、扭共同作用下的承载力计算 《混凝土结构设计规范》规定，构件在弯矩、剪力和扭 矩共同作用下的承载力可按以下方法进行计算： ① 按受弯构件计算在弯矩作用下所需的纵向钢筋的截 面面积。 ② 按剪扭构件计算承受剪力所需的箍筋截面面积，以 及计算承受扭矩所需的纵向钢筋截面面积和箍筋截面面积。 ③ 叠加上述计算所得的纵向钢筋截面面积和箍筋截面 面积，即得最后所需的纵向钢筋截面面积和箍筋截面面积。 当剪力V≤0.35ftbh0或V≤0.875ftbh0/(λ+1)时, 可忽略剪力 的影响，仅按受弯构件的正截面受弯承载力和纯扭构件的受 扭承载力分别进行计算；当扭矩T≤0.175ftWt时, 可忽略扭 矩的影响, 仅按受弯构件的正截面受弯承载力和斜截面受剪 承载力分别进行计算。
混凝土强度影响系数, 当混凝土强度不超过C50时取βc=1, 当混 凝土强度等级为C80时取βc=0.8, 其间按线性内插法取用。
7.4 弯剪扭构件的承载力计算 纯扭构件在工程中几乎是没有的。工程中构件往 往要同时承受轴力、弯矩、剪力和扭矩。对于钢筋 混凝土弯扭构件，轴力对配筋的影响很小，可以忽 略不计。为简化计算，设计中可分别计算在弯扭和 剪扭共同作用下的配筋，然后再进行叠加。
等内力共同作用下的复杂受力状态。
吊车的横向水平制动力及吊车竖向轮压偏心都可使吊 车梁受扭，屋面板偏心也可导致屋架受扭。
偏 心 轮 压 制动力 制动力
轮 压
螺旋楼梯中扭矩也较大
偏心轮压和吊车横向水平制动力都会产生扭矩 T 在静定结构中，扭矩是由荷载产生的，可根据平 衡条件求得，称为平衡扭转。
边梁
在剪扭共同作用下，为避免主压应力方向混凝土的抗 力被重复利用， 用系数βt来考虑在剪扭双重作用下混凝土 的承载力降低； 剪力单独作用时混
受扭计算总结及算例
受扭构件承载力计算7.1 概述混凝土结构构件除承受弯矩、轴力、剪力外，还可能承受扭矩的作用。
也就是说，扭转是钢筋混凝土结构构件受力的基本形式之一，在工程中经常遇到。
例如：吊车梁、雨蓬梁、平面曲梁或折梁及与其它梁整浇的现浇框架边梁、螺旋楼梯梯板等结构构件在荷载的作用下，截面上除有弯矩和剪力作用外，还有扭矩作用。
图7-1受扭构件的类型（平衡扭转）(a)雨蓬梁的受扭 （b ）吊车梁的受扭 按照引起构件受扭原因的不同，一般将扭转分为两类。
一类构件的受扭是由于荷载的直接作用引起的，其扭矩可根据平衡条件求得，与构件的抗扭刚度无关，一般称平衡扭转，如图7-1（a ）（b ）所示的雨篷梁及受吊车横向刹车力作用的吊车梁，截面承受的扭矩可从静力平衡条件求得，它是满足静力平衡不可缺少的主要内力之一。
如果截面受扭承载力不足，构件就会破坏，因此平衡扭转主要是承载能力问题，必须通过本章所述的受扭承载力来平衡和抵抗全部的扭矩。
还有一类构件的受扭是超静定结构中由于变形的协调所引起的扭转称为协调扭转。
如图7-2所示的框架边梁。
当次梁受弯产生弯曲变形时，由于现浇钢筋混凝土结构的整体性和连续性，边梁对与其整浇在一起的次梁端支座的转动就要产生弹性约束，约束产生的弯矩就是次梁施加给边梁的扭转，从而使边梁受扭。
协调扭转引起的扭矩不是主要的受力因素，当梁开裂后，次梁的抗弯刚度和边梁的抗扭刚度都将发生很大变化，产生塑性内力的重分布，楼面梁支座处负弯矩值减小，而其跨内弯矩值增大；框架 图 7-2受扭构件的类型(协调扭转)边梁扭矩也随扭矩荷载减小而减小。
(c) 现浇框架的边梁 由于本章介绍的受扭承载力计算公式主要是针对平衡扭转而言的。
对属于协调扭转钢筋混凝土构件，目前的《规范》对设计方法明确了以下两点：1、支承梁(框架边梁)的扭矩值采用考虑内力重分布的分析方法。
将支承梁按弹性分析所得的梁端扭矩内力设计值进行调整，弹T T )1(β-=。
根据国内的试验研究：若支承梁、柱为现浇的整体式结构，梁上板为预制板时，梁端扭矩调幅系数β不超过4.0；若支承梁、板柱为现浇整体式结构时，结构整体性较好，现浇板通过受弯、扭的形式承受支承梁的部分扭矩，故梁端扭矩调幅系数可适当增大。
钢筋混凝土受扭构件PPT课件
箍筋的主要作用是约束混凝土和纵向 钢筋，防止其发生侧向变形。箍筋的 直径、间距和加密区长度等参数需根 据设计要求和构造规定进行确定。
连接和锚固的构造要求
连接
受扭构件的连接方式需根据具体情况选择，可采用焊接、机械连接或绑扎等方式。连接部位应满足传 力可靠、施工方便和经济合理的原则。
锚固
受扭构件的锚固长度需根据钢筋直径、混凝土强度等级和锚固方式等因素确定。锚固方式可采用弯钩 、贴焊锚筋或机械锚固等方式，以确保钢筋在混凝土中的有效锚固。
施工过程中的检验
在施工过程中，要对各道工序进行及时检验，包 括模板安装、钢筋安装、混凝土浇筑等。对于不 合格的部分要及时进行整改和处理，确保施工质 量符合要求。
施工完成后的验收标准和程序
• 外观检查：对受扭构件的外观进行检查，包括表面平整度、颜色均匀度、有无 裂缝等缺陷。对于不符合要求的部分要及时进行整改和处理。
当扭矩较小时，混凝土未开 裂，构件处于弹性阶段，扭 矩与扭转角成正比关系。
9字
当扭矩继续增大到某一极限 值时，构件发生破坏，失去 承载能力。破坏形态通常为 混凝土压碎或钢筋被拉断。
弯剪扭构件的受力性能
弯剪扭构件同时承受弯矩 、剪力和扭矩的作用，其 受力性能更为复杂。
在弯矩和剪力作用下，构 件截面会产生弯曲变形和 剪切变形，而扭矩则会使 截面产生扭转变形。
配筋设计的优化和改进措施
优化措施
在满足强度和刚度要求的前提下，通过调整钢筋直径、间距和布置方式等参数，实现材料用量和施工成本的降低 。
改进措施
针对传统配筋设计方法存在的不足，如裂缝宽度控制不严、变形过大等问题，通过引入高性能钢筋、采用纤维增 强混凝土等新材料和技术手段，提高构件的受力性能和耐久性。同时，加强施工过程中的质量控制和验收标准， 确保配筋设计方案的有效实施。
钢筋混凝土受扭构件
钢筋混凝土受扭构件5.1概述1.矩形截面纯扭构件的受力性能和承载力计算方法；2.剪扭构件的相关性和矩形截面剪扭构件承载力计算方法；3.矩形截面弯、剪、扭构件的承载力计算方法；4.受扭构件的构造要求。
图5-1a所示的悬臂梁，仅在梁端A处承受一扭矩，我们把这种构件称为纯扭构件。
在钢筋混凝土结构中，纯扭构件是很少见的，一般都是扭转和弯曲同时发生。
例如钢筋混凝土雨蓬梁、钢筋混凝土现浇框架的边梁、单层工业厂房中的吊车梁以及平面曲梁或折梁（图5-1b、c）等均属既受扭转又受弯曲的构件。
由于《规范》中关于剪扭、弯扭及弯剪扭构件的承载力计算方法是以构件抗弯、抗剪承载力计算理论和纯扭构件计算理论为基础建立起来的，因此本章首先介绍纯扭构件的计5.2 纯扭构件受力和承载力计算图 5-1 受扭构件示例由材料力学知，在纯扭构件截面中将产生剪应力τ，由于τ的作用将产生主拉应力σtp和主压应力σcp,它们的绝对值都等于τ，即∣σtp∣=∣σcp∣=τ，并且作用在与构件轴线成5-2b），构件随即破坏，破坏具有突然性，属脆性破坏。
5.2.2 素混凝土纯扭构件的承载力计算1.弹性计算理论由材料力学可知，矩形截面匀质弹性材料杆件在扭矩作用下，截面中各点均产生剪应力τ，剪应力的分布规律如图5-3所示。
最大剪应力τmax发生在截面长边的中点，与该点剪应力作用对应的主拉应力σtp和主压应力σcp分别与构件轴线成45方向，其大小为σtp=σcp= τmax当该处主拉应力σtp达到混凝土抗拉极限时，构件将沿与主拉应力σtp垂直方向开裂，其开裂扭矩就是当σtp=τmax=ft时作用在构件上的扭矩。
试验表明，按弹性计算理论来确定混凝土构件的开裂扭矩，比实测值偏小较多。
这说明按弹性计算理论低估了混凝土构件的实际抗扭能力。
2.塑性计算理论对于理想塑性材料的构件，只有当截面上各点的剪应力全部都达到材料的强度极限时，构件才丧失承载力而破坏。
这时截面上剪应力分布如图5-4a所示。
七章钢筋混凝土受扭构件承载力计算
翼缘 —— 纯扭；
腹板—— 剪扭；
全截面——弯剪扭分别配筋再叠加。
（五）箱形截面剪扭构件承载力计算
1、一般剪扭构件 抗扭承载力下式计算：
T 0.35ht ftWt 1.2
f yv
Ast1 Acor s
2、集中力作用下的独立剪扭构件
（7-14）
（六）箱形截面弯剪扭构件承载力计算
（3）按照叠加原则计算剪扭的箍筋用量和纵筋用量。
（二）矩形截面弯扭构件承载力计算
图7-11 弯扭构件的钢筋叠加
（三）矩形截面弯剪扭构件承载力计算
﹡《规范》规定，其纵筋截面面积由受弯承载力和受扭 承载力所需的钢筋截面面积相叠加，箍筋截面面积则由 受剪承载力和受扭承载力所需的箍筋截面面积相叠加， 其具体计算方法如下：
（3）当箍筋或纵筋过多时，为部分超配筋破坏。
（4）当箍筋和纵筋过多时，为完全超配筋破坏。
因此，在实际工程中，尽量把构件设计成（2）、（3）， 避免出现（1）、（4）。
(二)抗扭钢筋配筋率对受扭构件受力性能的影响
《规范》采用纵向钢筋与箍筋的配筋强度比值 进行控制， （0.6≤ ≤1.7）
f y Astl s
﹡像矩形、T形和I形截面一样，箱形截面弯剪扭 构件承载力计算中，弯矩按纯弯构件计算剪力和 扭矩按剪扭构件计算。
三、受扭构件计算公式的适用条件及构造要求
（一）截面尺寸限制条件
当 hw b 4
时，
V bh0
T 0.8Wt
0.25c
fc
（7-15）
当
hw
b6
时，
V bh0
T 0.8Wt
0.2c
fc
——混凝土抗拉强度设计值；
第8章-受扭构件承载力的计算-自学笔记汇总
第8章受扭构件承载力的计算§8.1 概述实际工程中哪些构件属于受扭构件？工程结构中，结构或构件处于受扭的情况很多，但处于纯扭矩作用的情况很少，大多数都是处于弯矩、剪力、扭矩共同作用下的复合受扭情况，比如吊车梁、框架边梁、雨棚梁等，如图8-1所示。
图8-1 受扭构件实例受扭的两种情况：平衡扭转和协调扭转。
静定的受扭构件，由荷载产生的扭矩是由构件的静力平衡条件确定的，与受扭构件的扭转刚度无关，此时称为平衡扭转。
如图8-1（a ）所示的吊车梁，在竖向轮压和吊车横向刹车力的共同作用下，对吊车梁截面产生扭矩T 的情形即为平衡扭转问题。
对于超静定结构体系，构件上产生的扭矩除了静力平衡条件以外，还必须由相邻构件的变形协调条件才能确定，此时称为协调扭转。
如图8-1（b ）所示的框架楼面梁体系，框架的边梁和楼面梁的刚度比对边梁的扭转影响显著，当边梁刚度较大时，对楼面梁的约束就大，则楼面梁的支座弯矩就大，此支座弯矩作用在边梁上即是其承受的扭矩，该扭矩由楼面梁支承点处的转角与该处框架边梁扭转角的变形协调条件所决定，所以这种受扭情况为协调扭转。
§8.2 纯扭构件的试验研究8.2.1 破坏形态钢筋混凝土纯扭构件的最终破坏形态为：三面螺旋形受拉裂缝和一面（截面长边）的斜压破坏面，如图8-3所示。
试验研究表明，钢筋混凝土构件截面的极限扭矩比相应的素混凝土构件增大很多，但开裂扭矩增大不多。
图8-2 未开裂混凝土构件受扭图8-3 开裂混凝土构件的受力状态 8.2.2 纵筋和箍筋配置对纯扭构件破坏性态的影响受扭构件的四种破坏形态受扭构件的破坏形态与受扭纵筋和受扭箍筋配筋率的大小有关，大致可分为适筋破坏、部分超筋破坏、完全超筋破坏和少筋破坏四类。
对于正常配筋条件下的钢筋混凝土构件，在扭矩作用下，纵筋和箍筋先到达屈服强度，然后混凝土被压碎而破坏。
这种破坏与受弯构件适筋梁类似，属延性破坏。
此类受扭构件称为适筋受扭构件。
混凝土结构中的受扭构件
第八章 受扭构件
8.2 纯扭构件的开裂扭矩
一、开裂前后的受力性能 1、开裂前，钢筋混凝土纯扭构件的受力与弹性扭转理 论基本吻合； 2、开裂前，受扭钢筋的应力很低，可忽略钢筋的影响； 3、开裂前，矩形截面受扭构件截面上的剪应力分布见 下页图，最大剪应力tmax发生在截面长边中点； 4、（开裂前，主拉应力和主压应力迹线沿构件表面成 螺旋型，且构件侧面的主拉应力和主压应力相等；） 5、当主拉应力达到混凝土抗拉强度时，在构件的某个 薄弱部位形成裂缝，裂缝沿主压应力迹线迅速延伸； 6、对于素混凝土构件，开裂会迅速导致构件破坏，破 坏面呈一空间扭曲曲面。
第八章 受扭构件
第八章 受扭构件
8.1 概 述 一、受扭构件的概念
截面上有扭矩作用，且扭矩值不可忽略的构件。
二、受扭构件的分类（按引起扭转的原因分类）
平衡扭转和协调扭转（亦称约束扭转）
8.1 概 述
第八章 受扭构件
1、平衡扭转
（1）平衡扭转的概念
构件中的扭矩由荷载直接引起，其值可由平衡条件直接求出。 该类扭转称平衡扭转。
h
b
hw
（2）Wtw、 W’tf、 Wtf的计算
hf
bf
b Wtw (3h b) Wtf (b f b) 6 2
2
h2 f
Wtf
hf 2 2
(bf b)
▲翼缘宽度应满足bf' ≤b+6hf' 及bf ≤b+6hf的条件，且hw/b≤6。
8.2 开裂扭距
第八章 受扭构件
f yv Ast1 Tu 0.35 1.2 z Acor ftWt sf tWt
f yv Ast1
z
f yv Ast1 sf tWt
混凝土结构设计原理第7章抗扭
1 矩形截面弯剪扭构件承载力计算
破坏特征 V不起控制作用，且T/M
较小，配筋适量时
T
•
斜裂缝首先在弯曲受拉的底部开裂
M V
，再发展
第Ⅰ类型——弯形破坏
破坏时，底部受拉纵筋已屈服 M不起控制作用
V、T的共同工作使得一侧混凝土剪 应力增大，一侧混凝土应力减小
剪应力大的一侧先受拉开裂，最后破 第Ⅱ类型——剪扭形破坏 坏， T很小时，仅发生剪切破坏
z
f yv
Ast1 Acor s
式中： βt 按前式计算；Wt 应以 hWt代替。
➢ 弯剪扭构件
像矩形、T形和I形截面一样，弯矩按纯弯构件计算和扭矩按 剪扭构件计算。
➢ 压弯剪扭构件
V
1.51
t
1.75
1
ftbh0
0.07 N
•
f yv
Asv s
h0
T
t
0.35
ft
0.07
N A
Wt
1.2
z A A st1 cor
（2）当Vc/Vco ≤ 0.5时，即V≤ 0.35ftbh0时，可忽略剪影响，按纯扭构件 设计；
（3）当T>0.175ftWt和V> 0.35ftbh0时，要考虑剪扭的相关性。
考虑剪扭相关性的计算
V
0.7
ftbh0 (1.5 t )
f yv
nAs v1 •sv
h0
T 0.35t f Wt t 1.2
ft
d2
b/2
ft ft
h
d1
F2
F1
F1
h
max h
b/2
ft
F2
b
b
混凝土结构设计原理第7章
7.2.2 裂缝出现后的性能
图7-3 扭矩—扭转角曲线
图7-4 钢筋混凝土受扭试件的螺 旋形裂缝展开图 注：图中所注数字是该裂缝出现 时的扭矩值(kN·m)，未注数字 的裂缝是破坏时出现的裂缝。
图7-5 纯扭构件纵筋和箍筋的扭矩-钢筋拉应变曲线
7.2.3 破坏形态
受扭构件的破坏形态与受扭纵筋和受扭箍筋配筋率的大小有关，可 分为适筋破坏、部分超筋破坏、超筋破坏和少筋破坏四类。
VT bh0 ? wt ? 0.7 ft
或V bh0
?
T wt
?
0.7 ft
?
N 0.07
bh0
N ? 0.3 fc A
?
0.2 N
? ??
?
Asv s
f yv h0 ?
Asv s
f yv h0
(2)受扭承载力
Tu
?
?t
??? 0.35
ft
?
0.2
N A
???Wt
?
1.2
?
f yv
Ast1 Acor s
? 1.2
?
f yv
Ast1 Acor s
7.6 协调扭转的钢筋混凝土构件扭曲截面承载力
协调扭转的钢筋混凝土构件开裂以后，受扭刚度降低， 由于内力重分布将导致作用于构件上的扭矩减小。一般情况 下，为简化计算，可取扭转刚度为零，即忽略扭矩的作用， 但应按构造要求配置受扭纵向钢筋和箍筋，以保证构件有足 够的延性和满足正常使用时裂缝宽度的要求，此即一些国外 规范采用的零刚度设计法。我国《混凝土结构设计规范》没 有采用上述简化计算法，而是规定宜考虑内力重分布的影响， 将扭矩设计值T降低，按弯剪扭构件进行承载力计算。
钢筋混凝土受扭构件—受扭构件的特点及配筋要求
当符合式(5-19)或式(5-20)条件时，可不考虑抗剪承载力， 仅按受弯构件的正截面受弯承载力和纯扭构件的受扭承载力分别 进行计算：
V≤0.35 ft bh0
(5-19)
V≤
ft bh0
(5-20)
当符合式(5-21)要求时，可不考虑抗扭承载力，仅按受弯和受剪 承载力分别进行计算：
2024/2/7
(1) 少筋破坏。少筋破坏过程迅速而突然，属于脆性破坏。 设计时应避免少筋破坏的发生。
(2) 适筋破坏。当受扭箍筋和纵筋配置都适量时，构件开裂 后并不会立即破坏，随着扭矩的增加，构件将出现多条大体连 续、倾角接近于45º的螺旋状裂缝(图5.4b)，此时裂缝处原混凝 土承担的拉力改由与裂缝相交的钢筋承担。
2024/2/7
图5.5 受扭钢筋的构造
第5章 钢筋混凝土 受扭构件
2024/2/7
图5.1 常见受扭构件示例
(a) 雨篷梁；(b) 框架边梁；(c) 吊车梁
2024/2/7
5.1 受扭构件的受力特点及配筋构造
2024/2/7
5.1.1 受扭构件的受力特点
钢筋混凝土受扭构件中矩形截面居多，并且纯扭构件的受 力性能是其他复合受力分析的基础，现以矩形截面纯扭构件为 例讨论受扭构件的受力特点。
2024/2/7
图5.2 纯扭构件的弹性应力分布
图5.3 素混凝土纯扭构件破坏的截面形式
2．钢筋混凝土矩形截面纯扭构件的破坏形态
由前面分析可知，在纯扭构件中配置受扭钢筋时，最合理 的配筋方式是在靠近构件表面处设置呈45º走向的螺旋形钢筋， 其方向与混凝土的主拉应力方向相平行。但螺旋形钢筋施工复 杂，且这种配筋方法也不能适应扭矩方向的改变，实际很少采
文理学院混凝土结构设计原理7
(4) 完全超配筋 产生条件：箍筋和纵筋都配置过多。 破坏特点：两者都还未能达到屈服前，构件上出现很 多间距较密的螺旋形裂缝，构件裂缝间混凝土被局部压 碎而导致突然破坏。 破坏具有明显的脆性，而且抗扭钢筋未充分利用。 工程中应避免。
混凝土结构设计原理
第7章
7.1.5 受扭构件分类
主 页
纯扭 剪扭 弯扭
2 h 2
混凝土结构设计原理
第7章
式中： h––– 箱形截面壁厚系数， 当 h >1.0 时，取 h >1.0 ;
tw ––– 箱形截面壁厚, 其值不应小于bh/7。 bw —— 箱形截面的宽度
主 页 目 录 上一章 下一章 帮 助
2.5t w h bh
值仍按前面公式计算 ，且应0.6≤ ≤1.7符合的 要求 ，当>1.7 时，取＝1.7 。
第7章
按塑性应力分布计算，并引入修正降低系 数以考虑应力非完全塑性分布的影响。根 据实验结果，《混凝土结构设计规范》为 偏于安全起见，取0.7。于是，素混凝土开 裂扭矩的计算公式为，
d2
主 页
d1 b/2 F2
目 录 上一章 下一章 帮 助
F1
F1 b/2
b2 Tcr (3h b) f t Wt f t 6
下一章 主 页 目 录 上一章
（3）忽略核心混凝土的受扭作用及钢筋的 销栓作用。
帮 助
混凝土结构设计原理
第7章
2.由变角空间桁架模型推导后，得出公式为：
Tu 2
f yv Ast 1 s
主 页
Acor
目 录 上一章 下一章 帮 助
式中： s ––– 箍筋间距; Ast1 ––– 抗扭箍筋单肢截面面积; Acor ––– 截面核心部分面积, Acor = bcor × hcor; ––– 抗扭纵筋与抗扭箍筋的配筋强度比值;
第6章_受扭构件扭曲截面的受扭承载力
ft T tl,min 0.6 Vb f yv
Astl tl bh
抗扭纵筋按 b h 的全截面计算配筋率。
(纯扭) (剪扭)
当 T 0.7ft Wt
V T 当 0.7 f t bh0 Wt
可仅按构造配纵筋和箍筋 其他构造要求
第六章
受扭构件扭曲截面的 受扭承载力
6.1 概述
实际工程中常遇到的受扭构件有：
雨篷梁、吊车梁 属于静定受扭构件。 扭转形式：平衡扭转 螺旋楼梯、曲梁、折梁、框架边梁 属于超静定受扭构件。 扭转形式：协调扭转
平衡扭转----静定问题 平衡扭转： 扭转由静力平衡条件确定， 与构件扭转刚度无关。
协调扭转----超静定问题
钢筋混凝土纯扭构件的受力性能
T(T)
钢筋混凝土纯扭构件
开裂前钢筋中的应力很小
钢筋对开裂影 响不大
适当的抗扭钢筋可以大大 提高抗扭承载力。
T(T)
开裂后不立即破坏，裂缝可 以不断增加，随着钢筋用量 的不同，有不同的破坏形态
◎少筋破坏： 开裂后钢筋应力激增，构件破坏突然,与素混 凝土构件的破坏无大差别,典型的脆性破坏 ◎适筋破坏： 开裂后钢筋应力增加，裂缝陆续开展，钢筋屈 服，混凝土压碎，构件破坏；破坏有预兆，是 延性破坏。 破坏过程分三个阶段。
素梁纯扭抗扭承载力：
Tcr 0.7 ftWt
6.2.2 矩形截面构件的试验破坏
钢筋混凝土纯扭构件的配筋形式
受扭 开裂 要配抗扭钢筋 最理想的配筋方式是在靠近表面处设置呈45°走向的 螺旋形钢筋，但 形成大约45°方向的螺旋式裂缝
施工不便
反向扭矩失效
分解为竖向(箍筋)和水平(纵筋)组成 抗扭骨架。
第七章受扭构件承载力计算
第七章 受扭构件承载力计算7.1 概述工程中的钢筋砼受扭构件有两类：● 一类是 —— 平衡扭矩：是静定结构由于荷载的直接作用所产生的扭矩，这种构件所承受的扭矩可由静力平衡条件求得，与构件的抗扭刚度无关。
如：教材图7·1a 、b 所示受檐口竖向荷载作用的挑檐梁，及受水平制动力作用的吊车梁以及平面曲梁、折线梁、螺旋楼梯等。
● 另一类是 —— 协调扭矩：是超静定结构中由于变形协调条件使截面产生的扭矩，构件所承受的扭矩与其抗扭刚度有关。
如：教材图7·2 所示现浇框架的边梁。
由于次梁在支座（边梁）处的转角产生的扭转，边梁开裂后其抗扭刚度降低，对次梁转角的约束作用减小，相应地边梁的扭矩也减小。
● 本章只讨论平衡扭转情况下的受扭构件承载力计算。
在工程结构中，直接承受扭矩、弯矩、剪力和轴向力复合作用的构件是常遇的。
但规范对弯扭、剪扭和弯剪扭构件的设计计算，是以抗弯、抗剪能力计算理论和纯扭构件的承载力计算理论为基础，采用分别计算和叠加配筋的方法进行的，故有必要先了解纯扭构件的受力性能和承载力的计算方法。
7.2 纯扭构件的受力性能7.2.1 素砼纯扭构件的受力性能素砼构件也能承受一定的扭矩。
素砼构件在扭矩T 的作用下，在构件截面中产生剪应力τ及相应的主拉应力tp σ 和主压应力cp σ（教材图7·3）。
根据微元体平衡条件可知：τστσ==cp tp ,由于砼的抗拉强度远低于它的抗压程度，因此当主拉应力达到砼的抗拉强度时，即t tp f ≥=τσ时，砼就会沿垂直于主拉应力方向裂开（教材图7·3）。
所以在纯扭矩作用下的砼构件的裂缝方向总是与构件轴线成45o的角度。
并且砼开裂时的扭矩T 也就是相当于t f =τ时的扭矩，即砼纯扭构件的受扭承载力co T 。
为了求得co T ，需要建立扭矩和剪应力之间的关系，然后根据强度条件，即砼纯扭构件的破坏条件求出受扭承载力co T 。
7.2.2 素砼纯扭构件的承载力计算(一) 、弹性分析法：用弹性分析方法计算砼纯扭构件承载力时，认为砼构件为单一匀质弹性材料。
受扭构件承载力
max
T Wte
σpt σpt
理想匀质构件的受扭裂缝 从主拉应力最大处开始
对匀质材料，理想的受扭裂缝应当呈螺旋形。
1
第2页/共43页
二、素混凝土纯扭构件
◆ 由材料力学知，构件侧面主拉应力stp和主压应力scp相等。
◆ 主拉应力和主压应力迹线沿构件表面成螺旋型。 ◆ 当主拉应力达到混凝土抗拉强度时，在构件中某个薄弱部位
11
第12页/共43页
《规范》受扭承载力计算公式
Tu 0.35 ftWt 1.2
f yv Ast1 s
Acor
为避免配筋过多产生超筋脆性破坏
Wt
b2 6
(3h b)
T 0.2c fcWt
为防止少筋脆性破坏
st
2 Ast1 bs
st ,min
0.28
ft f yv
tl
Astl bh
tl,min
(2) 少筋破坏
配筋数量过少时，配筋不足以承担混凝土开裂后释放的拉 应力，一旦开裂，将导致扭转角迅速增大，与受弯少筋梁类似， 呈脆性破坏特征，受扭承载力取决于混凝土的抗拉强度。
(3) 超筋破坏
当箍筋和纵筋配置都过大时，则会在钢筋屈服前混凝土就 压坏，为受压脆性破坏。受扭构件的这种超筋破坏称为完全超 筋，受扭承载力取决于混凝土的抗压强度。
b2 6
(3h
b)
按弹性理论
Tcr,e ftWte
45° ft
ft ft
按塑性理论
Tcr, p ftWt
7
第8页/共43页
6.2.2 矩形截面纯扭构件受扭承载力计算 一、变角空间桁架模型
对比试验表明，在其他参数均相同的情况下，钢筋混凝土实心 截面与空心截面构件的极限受扭承载力基本相同。
钢筋混凝土受扭构件简介
构件就受扭。
一般说来，凡是在构件截面中有扭矩（包括还有其
它内力）作用的构件，习惯上都称为受扭构件。
例如钢筋混凝土雨蓬梁，钢筋混凝土框架结构的边框
架梁，以及厂房中的钢筋混凝土吊车梁等，都是受扭构件。
钢筋混凝土结构中，单独 受纯扭的构件是很少见的， ß Á ± º ¿ ¹ Å ¤Õ ¸ ¶ È ´ ó 一般都是处于弯矩、剪力、 扭矩共同作用下的复合受
¼ Ê Ô ø Å ¤ª ×
扭情况。
ß Á ± º ¿ ¹ Å ¤Õ ¸ ¶ È Ð ¡
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
式 中 ,限 制 条 件 :0 .6 1 .7
f
yv Ast1 s
Acor
（7-4）
构 件 破 坏 时 , 受 扭 纵 筋 和 箍 筋 应 力 均 达 到 屈 服 强 度
( 根 据 试 验 : 3 5 时 构 件 破 坏 时 纵 筋 和 箍 筋 应 力 均 达 屈 服 ) 53
抗扭纵筋和抗扭箍筋配置过少 构件开裂 长边中点出现45o斜裂缝，并向相邻面沿45o （稍微延缓） 螺旋线方向延伸，最后一个面上受压破坏 属于脆性破坏 设计中，采取构造措施：最小纵筋和箍筋用量，TTcr
抗扭纵筋和抗扭箍筋配置适量 构件开裂 陆续出现多条45o螺旋裂缝，其中一条裂缝穿 （延缓） 越纵筋和箍筋达到屈服，这条斜裂缝向相邻 面迅速发展，最后一个面形成受压面而破坏 属于延性破坏（低配筋构件）
W t— 截 面 塑 性 抵 抗 矩 ， 按 砂 堆 比 拟 法 确 定 ， W t ?
Tcr
max
45 F1
max
max
F3
F4
h h b/2 h-b b/2
F2
max
b
b
max12bb2h213b2+
ma h xbb 2b 2ma1 2x bb 23 2b 22Tcr
maxb62 3hbTcr
❖ 防 止 抗 扭 纵 筋 和 箍 筋 配 置 过 多 — — 限 制 截 面 尺 寸
0.8 T W t0.25 cfc
0.8 0.25c
fc ft
T 0.351.2 ftWt
fsyftvW Ast1t Acor
f
yv Ast1 sf tWt
Acor
计算公式与实验值的比较示意图
第二节 矩形截面弯剪扭构件承载力
T 2qAcor 2
f
yv Ast1 s
Acor
受扭构件纵筋和箍筋的配筋强度比
f y Astl
ctg 2
ucor f yv Ast 1
(7-2)
s
《 规 范 》
Ts fysA vs1tA cor
（没有考虑混凝土抗扭作用；高配筋情况下，过高估计钢筋的作用）
❖ Tc（混凝土承担的扭矩）
空间桁架混凝土受压杆承担部分扭矩； 斜裂缝间骨料咬合力相当大，当沿斜裂缝方向发生相对滑移时， 形成摩擦阻力，构成混凝土承担扭矩
第 一 类 型 破 坏 ( 扭 弯 比 T 较 小 ) M
裂 缝 受 首 先 在 弯 曲 受 拉 底 部 出 现 ， 然 后 向 相 邻 两 侧 面 发 展 ， 而 第 四 面 弯 曲 受 压 顶 面 无 裂 缝 。 构 件 破 坏 时 与 螺 旋 裂 缝 相 交 的 纵 筋 和 箍 筋 均 达 屈 服 强 度 ， 构 件 顶 部 受 压 。
7钢筋混凝土受扭构件
T
tp tp
45
h
B max
b
m tp 构件开裂
（长边中点最大）
怎样配置钢筋来抵抗扭矩? ---- 受扭承载力计算
抗扭纵筋、抗扭箍筋
第一节 矩形截面纯扭构件承载力
一、纯扭构件的开裂扭矩Tcr 1、钢筋混凝土素混凝土构件在扭矩（T）作用下的裂缝的形成和发展
Wt
b2 6
3h
b
混凝土非弹性材料：
Tcr 0.7 maxWt 0.7tpWt 0.7 ftWt
（7-1）
0.7--
混凝土为弹塑性材料，未能在整个截面完全塑性重分布
❖ 拉-压复合受力，混凝土抗拉强度ft小于单轴抗拉强度ft
混凝土内部微裂缝、局部缺陷等引起应力集中使混凝土强度降低
二、钢筋混凝土扭曲截面承载力计算 1、钢筋混凝土纯扭构件在扭矩作用下裂缝形成、发展和破坏 抗纽纵筋、抗纽箍筋量
考虑混凝土的抗扭作用
T c T c r0 .7 ftW t ftW t
T u （ 钢 筋 混 凝 土 纯 扭 构 件 的 极 限 承 载 力 ）
TTuftWts fyvsAs1t Acor
系 数 、 s 由 试 验 （ 低 配 筋 构 件 、 部 分 超 配 筋 构 件 ） 确 定
0.3、 5s1.2
抗扭纵筋和抗扭箍筋配置过多 构件破坏时，螺旋裂缝更多更密，在纵筋和箍筋均未屈服时，由于
混凝土压碎而破坏 属于脆性破坏（超配筋构件） 设计中：构造措施（限制截面尺寸）
抗扭纵筋和抗扭箍筋数量相差较大 构件破坏时，仅配筋率较小的纵筋或箍筋达到屈服强度。 属于延性破坏（部分超配筋构件）
2、钢筋混凝土扭曲截面承载力计算
弹 性 材 料 ： A m a W T tx e T ftW te W t— e 截 面 抗 扭 弹 性 抵 抗 矩 。 W t e h 2 b ， ~ b h ， 当 b h 1 ~ 1 时 ， 0 0 . 2 ~ 0 . 3 0
塑 性 材 料 ： T m W t a ftW x t
s1.22原因
公式中考虑了混凝土的受扭作用 ❖Aco为 r箍筋内表面计算而非截面角部纵筋中心线计算的截面面积 试验包含了少量部分超配筋构件 抗扭承载力计算公式考虑了可靠度指标值的要求，由试验点偏下线得出
3、适用条件
防 止 抗 扭 纵 筋 和 箍 筋 配 置 过 少 — — 规 定 最 小 配 筋 率 T T c r 0 .8 ftW t
扭 矩 T 剪应力
主拉应力tp
f
t
构件开裂
（长边中点最大）
沿构件长边中线处混
凝土质量较差部位首先
出现近于45o初始斜裂
缝，并迅速变宽且向两
2、钢筋混凝土纯扭构件的开裂扭矩Tcr
相邻边延伸，形成空间 斜曲面而脆性破坏
忽 略 钢 筋 对 开 裂 扭 矩 T c 的 影 r 响 T c= 素 r 混 凝 土 开 裂 扭 矩
一、弯剪扭构件的破坏特征
外部荷载条件
扭弯比 T
M
扭剪比T
Vb
内 在 因 素 截 面 尺 寸
配 筋 及 材 料 强 度 fy A s
fyA s
第一类型破坏(扭弯比T较小)
M
❖第二类型破坏(扭弯比T 、扭剪比T 均较大，且构件顶部纵筋少于
M
Vb
底部纵筋 fyAs 1)
fyAs
第三类型破坏(剪力V、扭矩T起控制作用)
《 规 范 》 T u T c （ 混 凝 土 承 担 扭 矩 ） T s （ 钢 筋 承 担 的 扭 矩 ） T s （ 钢 筋 承 担 的 扭 矩 ） ~ 变 角 空 间 桁 架 模 型
钢筋应力接近屈服时，核心截面混凝土退出工作--箱形截面构件 空间变角桁架模型
斜压杆：螺旋形裂缝间混凝土外壳 弦 杆：纵向钢筋 腹 杆：箍筋